{"id":65714,"date":"2015-01-30T15:48:55","date_gmt":"2015-01-30T17:48:55","guid":{"rendered":"http:\/\/www.redenoticia.com.br\/noticia\/?p=65714"},"modified":"2015-01-30T15:48:55","modified_gmt":"2015-01-30T17:48:55","slug":"computadores-quanticos-podem-revolucionar-teoria-da-informacao","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.redenoticia.com.br\/noticia\/2015\/computadores-quanticos-podem-revolucionar-teoria-da-informacao\/65714","title":{"rendered":"Computadores qu\u00e2nticos podem revolucionar teoria da informa\u00e7\u00e3o"},"content":{"rendered":"

Por Diego Freire Ag\u00eancia FAPESP\u00a0\u2013 A perspectiva dos computadores qu\u00e2nticos<\/strong><\/em>, com capacidade de processamento muito superior aos atuais, tem levado ao aprimoramento de uma das \u00e1reas mais vers\u00e1teis da ci\u00eancia, com aplica\u00e7\u00f5es nas mais diversas \u00e1reas do conhecimento: a teoria da informa\u00e7\u00e3o. Para discutir essa e outras perspectivas, o Instituto de Matem\u00e1tica, Estat\u00edstica e Computa\u00e7\u00e3o Cient\u00edfica (Imecc) da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) realizou, de 19 a 30 de janeiro, a SPCoding School.<\/p>\n

O evento ocorreu no \u00e2mbito do programa (ESPCA), da FAPESP, que oferece recursos para a organiza\u00e7\u00e3o de cursos de curta dura\u00e7\u00e3o em temas avan\u00e7ados de ci\u00eancia e tecnologia no Estado de S\u00e3o Paulo.<\/p>\n

A base da informa\u00e7\u00e3o processada pelos computadores largamente utilizados \u00e9 o bit, a menor unidade de dados que pode ser armazenada ou transmitida. J\u00e1 os computadores qu\u00e2nticos trabalham com qubits, que seguem os par\u00e2metros da mec\u00e2nica qu\u00e2ntica, ramo da F\u00edsica que trata das dimens\u00f5es pr\u00f3ximas ou abaixo da escala at\u00f4mica. Por conta disso, esses equipamentos podem realizar simultaneamente uma quantidade muito maior de c\u00e1lculos.<\/p>\n

\u201cEsse entendimento qu\u00e2ntico da informa\u00e7\u00e3o atribui toda uma complexidade \u00e0 sua codifica\u00e7\u00e3o. Mas, ao mesmo tempo em que an\u00e1lises complexas, que levariam d\u00e9cadas, s\u00e9culos ou at\u00e9 milhares de anos para serem feitas em computadores comuns, poderiam ser executadas em minutos por computadores qu\u00e2nticos, tamb\u00e9m essa tecnologia amea\u00e7aria o sigilo de informa\u00e7\u00f5es que n\u00e3o foram devidamente protegidas contra esse tipo de novidade\u201d, disse Sueli Irene Rodrigues Costa, professora do IMECC, \u00e0Ag\u00eancia FAPESP.<\/p>\n

A maior amea\u00e7a dos computadores qu\u00e2nticos \u00e0 criptografia atual est\u00e1 na sua capacidade de quebrar os c\u00f3digos usados na prote\u00e7\u00e3o de informa\u00e7\u00f5es importantes, como as de cart\u00e3o de cr\u00e9dito. Para evitar esse tipo de risco \u00e9 preciso desenvolver tamb\u00e9m sistemas criptogr\u00e1ficos visando seguran\u00e7a, considerando a capacidade da computa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica.<\/p>\n

\u201cA teoria da informa\u00e7\u00e3o e a codifica\u00e7\u00e3o precisam estar um passo \u00e0 frente do uso comercial da computa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica\u201d, disse Rodrigues Costa, que coordena o Projeto Tem\u00e1tico , apoiado pela FAPESP.<\/p>\n

\u201cTrata-se de uma criptografia p\u00f3s-qu\u00e2ntica. Como j\u00e1 foi demonstrado no final dos anos 1990, os procedimentos criptogr\u00e1ficos atuais n\u00e3o sobreviver\u00e3o aos computadores qu\u00e2nticos por n\u00e3o serem t\u00e3o seguros. E essa urg\u00eancia pelo desenvolvimento de solu\u00e7\u00f5es preparadas para a capacidade da computa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica tamb\u00e9m impulsiona a teoria da informa\u00e7\u00e3o a avan\u00e7ar cada vez mais em diversas dire\u00e7\u00f5es\u201d, disse.<\/p>\n

Algumas dessas solu\u00e7\u00f5es foram tratadas ao longo da programa\u00e7\u00e3o da SPCoding School, muitas delas visando sistemas mais eficientes para a aplica\u00e7\u00e3o na computa\u00e7\u00e3o cl\u00e1ssica, como o uso de c\u00f3digos corretores de erros e de reticulados para criptografia. Para Rodrigues Costa, a escalada da teoria da informa\u00e7\u00e3o em paralelo ao desenvolvimento da computa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica provocar\u00e1 revolu\u00e7\u00f5es em v\u00e1rias \u00e1reas do conhecimento.<\/p>\n

\u201cA exemplo das m\u00faltiplas aplica\u00e7\u00f5es da teoria da informa\u00e7\u00e3o na atualidade, a codifica\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica tamb\u00e9m elevaria diversas \u00e1reas da ci\u00eancia a novos patamares por possibilitar simula\u00e7\u00f5es computacionais ainda mais precisas do mundo f\u00edsico, lidando com uma quantidade exponencialmente maior de vari\u00e1veis em compara\u00e7\u00e3o aos computadores cl\u00e1ssicos\u201d, disse Rodrigues Costa.<\/p>\n

A teoria da informa\u00e7\u00e3o envolve a quantifica\u00e7\u00e3o da informa\u00e7\u00e3o e envolve \u00e1reas como matem\u00e1tica, engenharia el\u00e9trica e ci\u00eancia da computa\u00e7\u00e3o. Teve como pioneiro o norte-americano Claude Shannon (1916-2001), que foi o primeiro a considerar a comunica\u00e7\u00e3o como um problema matem\u00e1tico.<\/p>\n

Revolu\u00e7\u00f5es em curso<\/p>\n

Enquanto se prepara para os computadores qu\u00e2nticos, a teoria da informa\u00e7\u00e3o promove grandes modifica\u00e7\u00f5es na codifica\u00e7\u00e3o e na transmiss\u00e3o de informa\u00e7\u00f5es. Amin Shokrollahi, da \u00c9cole Polytechnique F\u00e9d\u00e9rale de Lausanne, na Su\u00ed\u00e7a, apresentou na SPCoding School novas t\u00e9cnicas de codifica\u00e7\u00e3o para resolver problemas como ru\u00eddos na informa\u00e7\u00e3o e consumo elevado de energia no processamento de dados, inclusive na comunica\u00e7\u00e3o chip a chip nos aparelhos.<\/p>\n

Shokrollahi \u00e9 conhecido na \u00e1rea por ter inventado os c\u00f3digos Raptor e coinventado os c\u00f3digos Tornado, utilizados em padr\u00f5es de transmiss\u00e3o m\u00f3veis de informa\u00e7\u00e3o, com implementa\u00e7\u00f5es em sistemas sem fio, sat\u00e9lites e no m\u00e9todo de transmiss\u00e3o de sinais televisivos IPTV, que usa o protocolo de internet (IP, na sigla em ingl\u00eas) para transmitir conte\u00fado.<\/p>\n

\u201cO crescimento do volume de dados digitais e a necessidade de uma comunica\u00e7\u00e3o cada vez mais r\u00e1pida aumentam a susceptibilidade a v\u00e1rios tipos de ru\u00eddo e o consumo de energia. \u00c9 preciso buscar novas solu\u00e7\u00f5es nesse cen\u00e1rio\u201d, disse.<\/p>\n

Shokrollahi tamb\u00e9m apresentou inova\u00e7\u00f5es desenvolvidas na empresa su\u00ed\u00e7a Kandou Bus, da qual \u00e9 diretor de pesquisa. \u201cUtilizamos algoritmos especiais para codificar os sinais, que s\u00e3o todos transferidos simultaneamente at\u00e9 que um decodificador recupere os sinais originais. Tudo isso \u00e9 feito evitando que fios vizinhos interfiram entre si, gerando um n\u00edvel de ru\u00eddo significativamente menor. Os sistemas tamb\u00e9m reduzem o tamanho dos chips, aumentam a velocidade de transmiss\u00e3o e diminuem o consumo de energia\u201d, explicou.<\/p>\n

De acordo com Rodrigues Costa, solu\u00e7\u00f5es semelhantes tamb\u00e9m est\u00e3o sendo desenvolvidas em diversas tecnologias largamente utilizadas pela sociedade.<\/p>\n

\u201cOs celulares, por exemplo, tiveram um grande aumento de capacidade de processamento e em versatilidade, mas uma das queixas mais frequentes entre os usu\u00e1rios \u00e9 de que a bateria n\u00e3o dura. Uma das estrat\u00e9gias \u00e9 descobrir meios de codificar de maneira mais eficiente para economizar energia\u201d, disse.<\/p>\n

Aplica\u00e7\u00f5es biol\u00f3gicas<\/p>\n

N\u00e3o s\u00e3o s\u00f3 problemas de natureza tecnol\u00f3gica que podem ser abordados ou solucionados por meio da teoria da informa\u00e7\u00e3o. Professor na City University of New York, nos Estados Unidos, Vinay Vaishampayan coordenou na SPCoding School o painel \u201cInformation Theory, Coding Theory and the Real World\u201d, que tratou de diversas aplica\u00e7\u00f5es dos c\u00f3digos na sociedade \u2013 entre elas, as biol\u00f3gicas.<\/p>\n

\u201cN\u00e3o existe apenas uma teoria da informa\u00e7\u00e3o e suas abordagens, entre computacionais e probabil\u00edsticas, podem ser aplicadas a praticamente todas as \u00e1reas do conhecimento. N\u00f3s tratamos no painel das muitas possibilidades de pesquisa \u00e0 disposi\u00e7\u00e3o de quem tem interesse em estudar essas interfaces dos c\u00f3digos com o mundo real\u201d, disse \u00e0 Ag\u00eancia FAPESP.<\/p>\n

Vaishampayan destacou a Biologia como \u00e1rea de grande potencial nesse cen\u00e1rio. \u201cA neuroci\u00eancia apresenta questionamentos importantes que podem ser respondidos com a ajuda da teoria da informa\u00e7\u00e3o. Ainda n\u00e3o sabemos em profundidade como os neur\u00f4nios se comunicam entre si, como o c\u00e9rebro funciona em sua plenitude e as redes neurais s\u00e3o um campo de estudo muito rico tamb\u00e9m do ponto de vista matem\u00e1tico, assim como a Biologia Molecular\u201d, disse.<\/p>\n

Isso porque, de acordo com Max Costa, professor da Faculdade de Engenharia El\u00e9trica e de Computa\u00e7\u00e3o da Unicamp e um dos palestrantes, os seres vivos tamb\u00e9m s\u00e3o feitos de informa\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

\u201cSomos codificados por meio do DNA das nossas c\u00e9lulas. Descobrir o segredo desse c\u00f3digo, o mecanismo que h\u00e1 por tr\u00e1s dos mapeamentos que s\u00e3o feitos e registrados nesse contexto, \u00e9 um problema de enorme interesse para a compreens\u00e3o mais profunda do processo da vida\u201d, disse.<\/p>\n

Para Marcelo Firer, professor do Imecc e coordenador da SPCoding School, o evento proporcionou a estudantes e pesquisadores de diversos campos novas possibilidades de pesquisa.<\/p>\n

\u201cOs participantes compartilharam oportunidades de engajamento em torno dessas e muitas outras aplica\u00e7\u00f5es da Teoria da Informa\u00e7\u00e3o e da Codifica\u00e7\u00e3o. Foram oferecidos desde cursos introdut\u00f3rios, destinados a estudantes com forma\u00e7\u00e3o matem\u00e1tica consistente, mas n\u00e3o necessariamente familiarizados com codifica\u00e7\u00e3o, a cursos de maior complexidade, al\u00e9m de palestras e pain\u00e9is de discuss\u00e3o\u201d, disse Firer, membro da coordena\u00e7\u00e3o da \u00e1rea de Ci\u00eancia e Engenharia da Computa\u00e7\u00e3o da FAPESP.<\/p>\n

Participaram do evento cerca de 120 estudantes de 70 universidades e 25 pa\u00edses. Entre os palestrantes estrangeiros estiveram pesquisadores do California Institute of Technology (Caltech), da Maryland University e da Princeton University, nos Estados Unidos; da Chinese University of Hong Kong, na China; da Nanyang Technological University, em Cingapura; da Technische Universiteit Eindhoven, na Holanda; da Universidade do Porto, em Portugal; e da Tel Aviv University, em Israel.<\/p>\n

Mais informa\u00e7\u00f5es em .<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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